DE102013220161B4 - Vehicle with an internal combustion engine and a reversing device - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (1), der eine Kurbelwelle (2) aufweist, die koaxial mit einer Welle (13) drehgekoppelt ist, wobei zwischen der Kurbelwelle (2) und der Welle (13) eine Drehrichtungsumkehreinrichtung (7) vorgesehen ist, die bewirkt, dass sich die Welle (13) entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurbelwelle (2) dreht, wobei die Drehrichtungsumkehreinrichtung ein Planetengetriebe (7) aufweist oder durch ein Planetengetriebe (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass • die Welle (13) eine Eingangswelle (13) eines Getriebes ist und • das Planetengetriebe (7) über einen Drehschwingungsdämpfer (8) mit der Eingangswelle (13) drehgekoppelt ist.A vehicle having an internal combustion engine (1) having a crankshaft (2) coaxially rotatably coupled to a shaft (13), a direction of rotation reversing device (7) being provided between the crankshaft (2) and the shaft (13) in that the shaft (13) rotates counter to the direction of rotation of the crankshaft (2), the reversing device comprising a planetary gear (7) or constituted by a planetary gear (7), characterized in that • the shaft (13) has an input shaft (13) 13) of a transmission and • the planetary gear (7) via a torsional vibration damper (8) is rotationally coupled to the input shaft (13).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a vehicle according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Fahrzeug ist aus der
Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird der Verbrennungsmotor während des Startvorgangs aufgrund der entstehenden Kolbenseitenkräfte um seine Längsachse verkippt, was sich zumindest teilweise als „Ruckelbewegung” auf die Karosserie überträgt. Das Verkippen des Verbrennungsmotors kann durch gegenläufig zum Kurbeltrieb drehende Massen verringert bzw. weitgehend eliminiert werden. Dadurch verbessert sich der Schwingungskomfort während Startvorgängen des Verbrennungsmotors oder bei Lastwechseln erheblich. Gegenläufig drehende Massen, die achsparallel zur Kurbelwelle angeordnet sind, benötigen erheblichen Bauraum und vergrößern entsprechend die Gesamtmasse des Fahrzeugs.In vehicles with internal combustion engine, the internal combustion engine is tilted during the starting process due to the resulting piston side forces about its longitudinal axis, which at least partially transmits as "jerking" on the body. The tilting of the internal combustion engine can be reduced or largely eliminated by counter rotating to the crank gear rotating masses. This considerably improves the vibration comfort during starting processes of the internal combustion engine or during load changes. Counter rotating masses, which are arranged axially parallel to the crankshaft, require considerable space and accordingly increase the total mass of the vehicle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem Kippbewegungen um die Längsachse des Verbrennungsmotors in konstruktiv einfacher und kompakter Weise verringert werden.The object of the invention is to provide a vehicle with an internal combustion engine, are reduced in the tilting movements about the longitudinal axis of the internal combustion engine in a structurally simple and compact manner.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be found in the dependent claims.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle aufweist, die koaxial mit einer Eingangswelle eines Getriebes drehgekoppelt ist.The starting point of the invention is a vehicle with an internal combustion engine, which has a crankshaft which is co-rotatably coupled to an input shaft of a transmission.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass zwischen der Kurbelwelle und der Eingangswelle des Getriebes eine Drehrichtungsumkehreinrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, dass sich die Eingangswelle entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle dreht. Dabei kann natürlich auch eine Übersetzung vorgesehen sein, dass sich die Kurbelwelle und die Eingangswelle nicht nur in unterschiedliche Richtungen, sondern auch mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen.The essence of the invention is that between the crankshaft and the input shaft of the transmission, a direction of rotation reversing device is provided, which causes the input shaft rotates counter to the direction of rotation of the crankshaft. Of course, a translation can be provided that rotate the crankshaft and the input shaft not only in different directions, but also with different speeds.
Mittels der Drehrichtungsumkehreinrichtung wird ein zumindest teilweiser „Drehimpulsausgleich” erreicht. Theoretisch kann sogar ein vollständiger „Drehimpulsausgleich” erreicht werden. Die Drehrichtungsumkehreinrichtung kann ein Planetengetriebe aufweisen oder durch ein Planetengetriebe gebildet sein. Ein derartiges Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, einen Steg und mehrere an dem Steg drehbar gelagerte Planetenräder sowie ein Hohlrad auf. Die Planetenräder kämmen jeweils mit dem Sonnenrad und mit dem Hohlrad.By means of the reversing device, an at least partial "angular momentum compensation" is achieved. Theoretically, even a complete "angular momentum compensation" can be achieved. The direction reversing device may comprise a planetary gear or be formed by a planetary gear. Such a planetary gear has a sun gear, a web and a plurality of planet gears rotatably mounted on the web and a ring gear. The planet gears mesh respectively with the sun gear and with the ring gear.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steg fest in Bezug auf ein Gehäuse des Getriebes oder des Verbrennungsmotors bzw. fest in Bezug auf eine Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Kurbelwelle kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Sonnenrad und das Hohlrad kann mittelbar oder unmittelbar mit der Eingangswelle drehgekoppelt sein. Prinzipiell ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, d. h. die Kurbelwelle kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Hohlrad und das Sonnenrad mittelbar oder unmittelbar mit der Eingangswelle drehgekoppelt sein.According to a development of the invention it is provided that the web is fixedly arranged with respect to a housing of the transmission or the internal combustion engine or fixed with respect to a body of the vehicle. The crankshaft may be directly or indirectly coupled to the sun gear and the ring gear may be directly or indirectly coupled to the input shaft. In principle, a reverse arrangement is conceivable, d. H. the crankshaft may be directly or indirectly coupled directly to the ring gear and the sun gear indirectly or directly to the input shaft.
Desweiteren kann vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe über einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere über ein Zweimassenschwungrad mit der Eingangswelle des Getriebes drehgekoppelt ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Hohlrad des Planetengetriebes mittelbar oder unmittelbar drehfest mit einem Primärelement des Drehschwingungsdämpfers und die Eingangswelle mittelbar oder unmittelbar mit einem Sekundärelement des Drehschwingungsdämpfers verbunden sind.Furthermore, it can be provided that the planetary gear is rotationally coupled via a torsional vibration damper, in particular via a dual mass flywheel to the input shaft of the transmission. For example, it can be provided that the ring gear of the planetary gear are indirectly or directly non-rotatably connected to a primary element of the torsional vibration damper and the input shaft directly or indirectly connected to a secondary element of the torsional vibration damper.
Alternativ dazu könnte das Planetengetriebe auch zwischen einem Primärelement und einem Sekundärelement eines Drehschwingungsdämpfers bzw. einer Drehschwingungsdämpfereinrichtung angeordnet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Planetengetriebe und der Eingangswelle des Getriebes ein Anfahrelement angeordnet ist. Bei dem Anfahrelement kann es sich bspw. um einen Drehmomentwandler handeln, wobei das Getriebe dann ein Automatikgetriebe sein kann.Alternatively, the planetary gear could also be arranged between a primary element and a secondary element of a torsional vibration damper or a torsional vibration damper device. Furthermore, it can be provided that a starting element is arranged between the planetary gear and the input shaft of the transmission. The starting element may be, for example, a torque converter, wherein the transmission may then be an automatic transmission.
Alternativ dazu kann es sich bei dem Anfahrelement auch um eine Trennkupplung handeln, wobei das Getriebe dann z. B. ein Handschaltgetriebe sein kann.Alternatively, it may also be a disconnect clutch at the starting element, wherein the transmission then z. B. may be a manual transmission.
Somit kann koaxial eine Richtungsumkehr umgesetzt werden, wobei – je nach Anordnung – die Massenträgheit des kompletten Zweimassenschwungrads oder des Drehmomentwandlers für den „Drehimpulsausgleich” genutzt werden kann.Thus, a direction reversal can be implemented coaxially, wherein - depending on the arrangement - the inertia of the complete dual-mass flywheel or the torque converter for the "angular momentum compensation" can be used.
Wenn das Planetengetriebe zwischen der Primär- und Sekundärseite eines Zweimassenschwungrads angeordnet ist, wird nur ein Teil der Massenträgheit des Zweimassenschwungrads für den Drehimpulsausgleich genutzt.If the planetary gear is arranged between the primary and secondary side of a dual mass flywheel, only a portion of the inertia of the dual mass flywheel is used for the angular momentum compensation.
Je nach Verhältnis der vorwärts- und rückwärtsdrehenden Massen ergibt sich für einen möglichst vollständigen Drehimpulsausgleich ein optimaler Verbauort innerhalb des Antriebsstrangs. Ziel des Drehimpulsausgleichs ist es, eine möglichst gleich große vorwärts- und rückwärtsdrehende Massenträgheit zu haben, da dann das durch eine Impulsänderung auftretende Abstützmoment auf das Getriebegehäuse oder die Karosserie des Fahrzeugs nahezu null ist.Depending on the ratio of the forward and backward rotating masses results in a complete as possible angular momentum compensation an optimal installation location within the drive train. The aim of the angular momentum compensation is to have the most equal possible forward and backward rotating inertia, since then the occurring due to an impulse change support torque on the gearbox or the body of the vehicle is almost zero.
Der wesentliche Vorteil einer Integration eines Planetengetriebes in den Antriebsstrang ist daran zu sehen, dass, wenn überhaupt, nur eine relativ geringe Gewichtserhöhung und ein geringer Bauraumbedarf entsteht. Mit der Erfindung lässt sich der Schwingungskomfort eines Fahrzeugs verbessern, ohne dass sich der Kraftstoffverbrauch oder die Fahrleistung des Fahrzeugs wesentlich verschlechtert bzw. verschlechtern.The main advantage of integrating a planetary gear in the drive train is to be seen in that, if any, only a relatively small increase in weight and a small space requirement arises. With the invention, the vibration comfort of a vehicle can be improved without the fuel consumption or the driving performance of the vehicle substantially deteriorating or worsening.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige
An einem vorderen Ende des Verbrennungsmotors ist ein Riementrieb
Die Kurbelwelle
Das Planetengetriebe
Wie aus
Ein derart konzipiertes Planetengetriebe
Vollständigkeitshalber sei noch erwähnt, dass der den Verbrennungsmotor
Claims (10)
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US1335811A (en) * | 1919-03-11 | 1920-04-06 | Ole K Bakken | Automobile transmission-gearing |
DE4444200A1 (en) * | 1994-12-13 | 1996-06-27 | Fichtel & Sachs Ag | Torsional vibration damper with gear |
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